電勢梯度英文解釋翻譯、電勢梯度的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 potential gra***nt

分詞翻譯：

電勢的英語翻譯：

【化】 electric potential
【醫】 potential

梯度的英語翻譯：

【計】 graded
【化】 gra***nt
【醫】 gra***nt

專業解析

電勢梯度（Electric Potential Gradient）是電磁學中描述電場強度空間變化率的核心物理量，其定義為電勢隨位置變化的負梯度值。從漢英詞典角度可拆解為："電勢"對應"electric potential"，"梯度"對應"gradient"，整體表達空間電勢場的微分變化特征。

該概念的數學表達式為： $$ boldsymbol{E} = - abla V $$ 式中$boldsymbol{E}$為電場強度（單位：V/m），$V$為電勢标量場，$ abla$為梯度算子。負號表明電場方向指向電勢降低最快的方向。

根據《University Physics》（Young and Freedman, 15th Ed.）的經典定義，電勢梯度具有三個關鍵物理特征：

矢量性：在三維空間中以向量形式存在
方向性：總是指向電勢下降最快的方向
強度量：數值等于單位距離的電勢變化量

在工程應用中，該參數對分析電容器設計（IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation）、半導體器件建模（Journal of Applied Physics）以及高壓輸電系統優化（IET Generation, Transmission & Distribution）具有重要指導價值。英國國家物理實驗室（NPL）的電場測量标準即基于電勢梯度的精确計算建立。

網絡擴展解釋

電勢梯度是描述電場中電勢空間變化率的物理量，具有方向和大小，其核心概念和要點如下：

1. 基本定義

電勢梯度是一個矢量，表示電場中某點電勢沿空間不同方向的變化快慢。數學上，電勢梯度用梯度算子（∇）作用于電勢( V )，記作( abla V)。其方向指向電勢增加最快的方向，而大小等于該方向上的電勢變化率。

2. 與電場強度的關系

電場強度( mathbf{E} )與電勢梯度滿足以下關系： $$ mathbf{E} = - abla V $$

負號含義：電場方向與電勢梯度方向相反。電場總是從高電勢指向低電勢，而電勢梯度則從低電勢指向高電勢。
單位：電勢梯度的單位為伏特每米（V/m），與電場強度單位相同。

3. 物理意義

電場驅動電荷運動：電勢梯度越大，電場越強，電荷受到的力越大（( mathbf{F} = qmathbf{E} )）。
等勢面特性：在等勢面上，電勢梯度方向垂直于該面（因為沿等勢面方向電勢無變化）。

4. 應用舉例

導體内部：靜電平衡時，導體内部電場為零（( mathbf{E} = 0 )），因此電勢梯度也為零，導體成為等勢體。
電路分析：電勢梯度可用于解釋電壓分布，例如電阻兩端的電勢梯度驅動電流流動。

5. 數學表達式（以直角坐标系為例）

在三維空間中，電勢梯度可分解為： $$

abla V = left( frac{partial V}{partial x}, frac{partial V}{partial y}, frac{partial V}{partial z} right) $$ 每個分量表示電勢沿坐标軸方向的變化率。

通過電勢梯度，可以直觀理解電場的分布特性及其對電荷的作用機制，是電磁學和電路分析的重要基礎概念。